不同基本苗對(duì)無(wú)人飛播水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及抗倒伏特性的影響

朱海濱 俞航 馬中濤 徐棟 凌宇飛 魏海燕 高輝 邢志鵬 胡群 張洪程

摘要：利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行水稻播種已成為一種新的水稻種植方式，但是目前業(yè)內(nèi)鮮有對(duì)無(wú)人飛播水稻在產(chǎn)量、品質(zhì)及抗倒伏特性方面的研究。選用2種類(lèi)型水稻品種皖墾糯1號(hào)和Y兩優(yōu)17，分別設(shè)置3種無(wú)人飛播基本苗密度，前者基本苗密度分別為75.0萬(wàn)、105.0萬(wàn)、150.0萬(wàn)/hm2，后者則分別為60.0萬(wàn)、82.5萬(wàn)、105.0萬(wàn)/hm2，系統(tǒng)研究不同基本苗密度對(duì)無(wú)人飛播水稻生育期、莖蘗動(dòng)態(tài)、干物質(zhì)量、株型、抗倒性、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，基本苗密度對(duì)水稻生育進(jìn)程沒(méi)有顯著影響;增加基本苗可以使無(wú)人飛播水稻增產(chǎn)，主要表現(xiàn)為單位面積穗數(shù)、總穎花量增加，其余產(chǎn)量因子減小;基本苗增加能夠使關(guān)鍵時(shí)期莖蘗數(shù)增加，但成穗率下降;增加基本苗會(huì)使水稻各關(guān)鍵時(shí)期干物質(zhì)量增加，但收獲指數(shù)降低。隨著基本苗增加，水稻株高增加，基部節(jié)間變細(xì)，上3葉葉片變小、葉基角和披垂度降低;水稻基部第1、2、3、4節(jié)間抗折力與彎曲力矩減小，倒伏指數(shù)增加?；久缭黾樱瑹o(wú)人飛播水稻加工品質(zhì)降低，堊白增加，粒型減小，蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量增加，米飯食味品質(zhì)變劣，快速黏度分析儀（RVA）譜峰值黏度、熱漿黏度以及崩解值下降，但消減值增加。說(shuō)明無(wú)人飛播栽培體系降低基本苗密度可以改善水稻株型和抗倒性能，稻米品質(zhì)亦會(huì)改善，但會(huì)減少有效穗數(shù)而不利于水稻高產(chǎn);在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)增加基本苗有利于提高無(wú)人飛播水稻產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：水稻;無(wú)人飛播;密度;產(chǎn)量;食味品質(zhì);株型;抗倒伏

中圖分類(lèi)號(hào)： S511.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）05-0050-10

收稿日期：2021-08-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2016YFD0300503）;國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：CARS-01-27）;江蘇水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：JATS[2020]432）;江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（20）1012];江蘇省現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備與技術(shù)示范推廣項(xiàng)目（編號(hào)：NJ2020-58）;江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：朱海濱（1998—），男，江蘇太倉(cāng)人，碩士研究生，主要從事現(xiàn)代農(nóng)田耕作栽培與無(wú)人化研究。E-mail： 13952421203@163.com。

通信作者：胡 群，博士，助理研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事現(xiàn)代農(nóng)田耕作栽培與無(wú)人化研究，E-mail： huqun@yzu.edu.cn;張洪程，中國(guó)工程院院士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效栽培研究，E-mail： hczhang@yzu.edu.cn。

水稻是我國(guó)最重要的口糧作物，其穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全有重要影響[1]。但我國(guó)水稻生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益較低，這導(dǎo)致了農(nóng)村年輕勞動(dòng)力向城鎮(zhèn)大量轉(zhuǎn)移，對(duì)我國(guó)水稻機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化提出了更高的要求。近年來(lái)不斷蓬勃發(fā)展的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)，為輕簡(jiǎn)化水稻種植技術(shù)提供了無(wú)人飛播水稻的新思路。由于沒(méi)有覆土環(huán)節(jié)，無(wú)人飛播水稻比地面覆土直播水稻更容易發(fā)生鳥(niǎo)害和死苗現(xiàn)象，并且無(wú)人機(jī)撒播易造成叢籽，出苗率有一定程度下降[2]，故基本苗指標(biāo)相較于用種量更能精準(zhǔn)地反映無(wú)人飛播水稻田間群體數(shù)量。基于此，基本苗指標(biāo)在智能農(nóng)業(yè)圖像分析技術(shù)的發(fā)展背景下地位顯得更為重要[3-4]，與水稻無(wú)人飛播技術(shù)的發(fā)展目的相吻合?；久缑芏仁菂f(xié)調(diào)水稻植株個(gè)體與群體生長(zhǎng)發(fā)育矛盾的重要栽培措施。研究表明，適宜的密度能夠在保持植株個(gè)體優(yōu)良株型[5]與抗倒伏能力[6]的同時(shí)，協(xié)調(diào)個(gè)體與群體、群體單位面積穗數(shù)與每穗粒數(shù)間的矛盾，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)與稻米優(yōu)質(zhì)的雙重目標(biāo)[7-8]。任海等以鹽豐47為研究材料，發(fā)現(xiàn)相比84.0萬(wàn)苗/hm2密度處理，64.5萬(wàn)苗/hm2密度處理植株個(gè)體具有更多的分蘗、穗數(shù)和每穗粒數(shù)，水稻群體生長(zhǎng)量更高，但收獲指數(shù)、單位面積穗數(shù)降低[9]。吳培研究認(rèn)為，南粳9108在 225 kg/hm2 施氮量條件下采用180.0萬(wàn)苗/hm2直播密度較好，憑借較低的結(jié)實(shí)期葉面積衰減率、較高的中后期干物質(zhì)積累量，比其他密度處理增產(chǎn)至少4.36%，并且稻米品質(zhì)也得到改良，僅次于 90.0萬(wàn)苗/hm2處理[10]。余佳佳等還發(fā)現(xiàn)，增大栽插密度會(huì)在一定程度上增加莖稈基部節(jié)間長(zhǎng)度， 降低莖粗、壁厚以及莖稈淀粉、纖維素、木質(zhì)素含量，從而影響莖稈的倒伏指數(shù)和抗倒能力[2]。前人主要針對(duì)機(jī)插稻、機(jī)直播稻開(kāi)展密度試驗(yàn)研究，目前業(yè)內(nèi)鮮有關(guān)于無(wú)人飛播基本苗密度與水稻產(chǎn)量、株型、抗倒性、品質(zhì)關(guān)系的研究。為此，本研究立足長(zhǎng)江中下游地區(qū)，以當(dāng)?shù)胤N植品種常規(guī)粳糯稻皖墾糯1號(hào)和雜交秈稻Y兩優(yōu)17為材料，探求無(wú)人飛播基本苗密度對(duì)水稻株型、抗倒特性、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，以期為無(wú)人飛播栽培技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試材料

試驗(yàn)于2020年在揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院校外試驗(yàn)基地江蘇省溧陽(yáng)市埭頭鎮(zhèn)進(jìn)行，以當(dāng)?shù)胤N植品種皖墾糯1號(hào)（安徽皖墾種業(yè)有限公司育成的常規(guī)晚粳糯品種）和Y兩優(yōu)17（安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司育成的秈型兩系雜交水稻品種）為試驗(yàn)材料，2個(gè)品種均適宜在長(zhǎng)江中下游流域稻區(qū)種植。種植方式為無(wú)人飛播。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

前茬小麥秸稈全量還田。水稻種子均在播種前1 d采用藥劑浸種催芽至3 mm，于大田進(jìn)行機(jī)械旋耕后，在灌水至土壤田間飽和含水量的條件下，采用大疆T20無(wú)人機(jī)無(wú)人飛播，飛行路徑粳糯稻行距5.0 m、雜交稻行距為4.0 m，飛行高度2.5 m，作業(yè)飛行速度2 m/s。按照當(dāng)?shù)負(fù)Q茬時(shí)間，皖墾糯1號(hào)各處理均于5月15日進(jìn)行無(wú)人飛播，用種量為675 kg/hm2;Y兩優(yōu)17各處理均于6月10日進(jìn)行無(wú)人飛播，用種量為22.5 kg/hm2。

試驗(yàn)通過(guò)大量田間定點(diǎn)調(diào)查，選取皖墾糯1號(hào)和Y兩優(yōu)17，2個(gè)品種均設(shè)高、中、低3個(gè)基本苗密度田塊，分別為75.0萬(wàn)、105.0萬(wàn)、150.0萬(wàn)/hm2和60.0萬(wàn)、82.5萬(wàn)、105.0萬(wàn)/hm2，每個(gè)處理重復(fù)3次，共18個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積15 m2。各小區(qū)統(tǒng)一灌排水與施肥。

皖墾糯1號(hào)施氮量為285 kg/hm2，基肥 ∶蘗肥（質(zhì)量比）=7 ∶9，基蘗肥 ∶穗肥（質(zhì)量比）=6 ∶1;Y兩優(yōu)17施氮量為211.5 kg/hm2，基肥 ∶蘗肥（質(zhì)量比）=8 ∶3。其中基肥為復(fù)合肥（純N、P2O5、K2O含量分別為18%、10%、18%），在播種前7 d施入;分蘗肥為尿素，于移栽后7 d施入;穗肥為復(fù)合肥，于倒4葉期施入。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生育期 準(zhǔn)確記錄各處理無(wú)人飛播水稻拔節(jié)期、抽穗期、成熟期日期。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

在收獲前各小區(qū)普查5點(diǎn)（各1 m2）單位面積穗數(shù);成熟期按單位面積平均穗數(shù)取0.09 m2為測(cè)定區(qū)域，3個(gè)重復(fù)，調(diào)查每穗粒數(shù);用水漂法去除空癟粒，求取結(jié)實(shí)率;以1 000實(shí)粒樣本（干種子）稱(chēng)質(zhì)量，重復(fù)3次（誤差不超過(guò)0.05 g）求千粒質(zhì)量，從而求取理論產(chǎn)量。成熟期各小區(qū)割取水稻（面積5 m2），脫粒、去雜曬干后稱(chēng)質(zhì)量，以14.5%標(biāo)準(zhǔn)含水量折算求取實(shí)際產(chǎn)量。

結(jié)實(shí)率=每穗實(shí)粒數(shù)/每穗粒數(shù)×100%;

千粒質(zhì)量=1 000粒實(shí)粒質(zhì)量;

理論產(chǎn)量=單位面積穗數(shù)（萬(wàn)/hm2）×每穗粒數(shù)×結(jié)實(shí)率（%）×千粒質(zhì)量（g）;

實(shí)際產(chǎn)量（t/hm2）=成熟期小區(qū)5 m2收獲稻谷質(zhì)量（kg/5 m2）/5/1 000×10 000。

1.3.3 莖蘗動(dòng)態(tài)

每小區(qū)選擇3個(gè)具有代表性的觀測(cè)點(diǎn)，分別于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期設(shè)1 m×1 m 的正方形框，測(cè)量框內(nèi)莖蘗數(shù)，從而計(jì)算該生育期群體莖蘗數(shù)。

群體莖蘗數(shù)（萬(wàn)/hm2）=正方形框內(nèi)莖蘗數(shù)×10 000/10 000。

1.3.4 干物質(zhì)量

各小區(qū)分別于拔節(jié)期、抽穗期、抽穗后25 d和成熟期，按該生育期單位面積平均莖蘗數(shù)取0.09 m2為1個(gè)樣本測(cè)定區(qū)域，每樣本測(cè)定區(qū)域分葉、莖鞘和穗（抽穗后）測(cè)定干物質(zhì)質(zhì)量，重復(fù)3次。將各器官在105 ℃殺青30 min，以80 ℃烘干至恒質(zhì)量后稱(chēng)得干物質(zhì)質(zhì)量。

1.3.5 株型

各處理小區(qū)于抽穗期按單位面積平均莖蘗數(shù)選取0.09 m2為測(cè)定區(qū)域，選定主莖，測(cè)定株高、基部節(jié)間粗、單莖莖鞘質(zhì)量、劍葉、倒2葉、倒3葉的長(zhǎng)、葉基角、葉開(kāi)角、披垂度以及3葉的平均厚度。

1.3.6 抗倒性

各處理小區(qū)于抽穗后25 d分別隨機(jī)選取20個(gè)代表性單莖，測(cè)定株高、重心高度、穗長(zhǎng)、各節(jié)間長(zhǎng)度、節(jié)間中部粗度和莖壁厚度，以及基部第1、2、3、4節(jié)間的抗折力及節(jié)間基部稻穗頂?shù)拈L(zhǎng)度和鮮質(zhì)量。

1.3.7 品質(zhì)

籽粒收獲后，按照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》測(cè)定稻米品質(zhì)評(píng)價(jià)的各項(xiàng)指標(biāo)內(nèi)容，包括出糙率、出精率、整精米率、堊白粒率、堊白面積、堊白度、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量等。采用日本佐竹公司的STA1A型米飯食味計(jì)測(cè)得米飯的外觀、硬度、黏度、平衡值以及食味值綜合評(píng)分。采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司的Super3型RVA快速測(cè)定峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度、峰值時(shí)間以及峰值溫度等指標(biāo)，用Thermal Cycle for Windows（TCW）配套軟件分析數(shù)據(jù)。

崩解值（cP）=峰值黏度-熱漿黏度;

消減值（cP）=最終黏度-峰值黏度。

1.4 數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2010處理數(shù)據(jù)，用DPS V 7.05數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期和產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表1可知，不同基本苗密度處理對(duì)試驗(yàn)品種生育進(jìn)程未造成明顯影響。皖墾糯1號(hào)各處理全生育期均為143 d，而Y兩優(yōu)17則為111 d，2個(gè)品種各處理間在各關(guān)鍵生育期未發(fā)現(xiàn)存在差異。

由表2可知，不同基本苗密度對(duì)試驗(yàn)品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素造成顯著影響。從趨勢(shì)上看，水稻實(shí)際產(chǎn)量隨基本苗密度的增加而增加，皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理產(chǎn)量達(dá)到9.84 t/hm2，分別比低、中密度處理增加29.64%和11.82%;Y兩優(yōu)17高密度基本苗處理產(chǎn)量11.42 t/hm2，比低、中密度處理分別增加8.76%和4.48%。在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，僅單位面積穗數(shù)隨基本苗增加而增加，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量均隨基本苗增加而減少，但總穎花量仍表現(xiàn)為增加趨勢(shì)。在單位面積穗數(shù)指標(biāo)上，2個(gè)試驗(yàn)品種各處理間均存在顯著差異，同時(shí)皖墾糯1號(hào)各處理間在千粒質(zhì)量指標(biāo)上也存在顯著差異，而Y兩優(yōu)17中密度處理千粒質(zhì)量與低、高密度處理差異均不顯著，僅隨基本苗的增加略有減少。

2.2 莖蘗動(dòng)態(tài)與成穗率

由表3可知，不同基本苗密度對(duì)試驗(yàn)品種各關(guān)鍵生育時(shí)期群體莖蘗數(shù)和成穗率造成顯著影響。隨著基本苗的增加，試驗(yàn)品種各關(guān)鍵生育時(shí)期莖蘗數(shù)呈上升趨勢(shì)，成穗率呈降低趨勢(shì)。皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理莖蘗數(shù)在拔節(jié)期、抽穗期和成熟期分別比其余處理增加22.41%～46.66%、21.76%～44.75%、19.46%～42.09%，成穗率則下降2.41%～3.11%;Y兩優(yōu)17莖蘗數(shù)則對(duì)應(yīng)增加16.28%～3431%、16.80%～32.42%、15.11%～31.50%，成穗率降低1.02%～2.07%。

2.3 干物質(zhì)積累與收獲指數(shù)

由表4可知，不同基本苗密度對(duì)試驗(yàn)品種各生育階段干物質(zhì)量造成顯著影響，但對(duì)收獲指數(shù)的影響整體上不顯著。從趨勢(shì)上看，在相同生育階段內(nèi)，處理間干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為低密度<中密度<高密度;在生育進(jìn)程方面，植株關(guān)鍵生育期總干物質(zhì)量表現(xiàn)為隨生育期發(fā)展而增加，并且處理間總干物質(zhì)量的差值隨著生育進(jìn)程而擴(kuò)大，但拔節(jié)期—抽穗期、抽穗期—成熟期積累干物質(zhì)比例降低，收獲指數(shù)隨基本苗密度增加而減小。皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理播種期—拔節(jié)期、拔節(jié)期—抽穗期、抽穗期—成熟期干物質(zhì)量分別比其余處理高22.71%～6074%、7.21%～2000%、11.53%～30.19%，Y兩優(yōu)17則為7.93%～27.56%、6.21%～7.07%、595%～11.88%。在收獲指數(shù)上，僅Y兩優(yōu)17的低、高密度基本苗處理間呈顯著性差異，高密度基本苗處理相較于低、中密度處理分別降低3.47%和1.85%。

2.4 株型

由表5可知，試驗(yàn)品種的株高、基部節(jié)間粗度與上3葉葉片形態(tài)對(duì)不同基本苗密度整體上響應(yīng)顯著。在株高方面，基本苗密度越高其株高越高，皖墾糯1號(hào)的低密度基本苗處理株高顯著低于中密度，但中、高密度基本苗處理間差異不顯著;Y兩優(yōu)17的低、中密度處理間差異不顯著。在基部節(jié)間粗度方面，增加基本苗會(huì)導(dǎo)致其變小，皖墾糯1號(hào)相鄰處理間差異不顯著;Y兩優(yōu)17處理間均存在顯著性差異。在上3葉形態(tài)方面，各葉葉長(zhǎng)、葉寬、葉基角、披垂度和平均厚度指標(biāo)均隨基本苗增加而減少。

2.5 抗倒

由表6可知，試驗(yàn)品種的株高、穗長(zhǎng)、重心高度、相對(duì)重心高度對(duì)不同基本苗密度響應(yīng)程度不同。皖墾糯1號(hào)各基本苗處理在株高、穗長(zhǎng)、重心高度這3項(xiàng)指標(biāo)上均存在顯著性差異，但在相對(duì)重心高度指標(biāo)上僅低、中密度處理間存在顯著差異。Y兩優(yōu)17的低、中密度處理間除在穗長(zhǎng)指標(biāo)上存在顯著性差異外，在株高、重心高度和相對(duì)重心高度指標(biāo)上差異均不顯著。整體上，株高、重心高度、相對(duì)重心高度均隨基本苗密度的增加而增加，而穗長(zhǎng)與之相反。

由表7可知，抗折力、彎曲力矩均隨基本苗密度增加而減少，而倒伏指數(shù)整體上隨基本苗密度的增加而增加，皖墾糯1號(hào)中、高密度處理各節(jié)間倒伏指數(shù)分別比低密度增加3.41%～18.13%、20.43%～2195%、11.06%～23.87%、12.90%～17.74%，而Y兩優(yōu)17對(duì)應(yīng)增加1.55%～5.46%、0.47%～168%、122%～1.95%和3.91%～12.21%。

由表8可知，不同基本苗密度對(duì)試驗(yàn)品種的基部第1、2、3、4節(jié)間的長(zhǎng)度、粗度和厚度有較大影響。隨著基本苗密度的增加，試驗(yàn)品種的基部各節(jié)間長(zhǎng)度普遍變長(zhǎng)，僅皖墾糯1號(hào)的基部第4節(jié)間表現(xiàn)為略有縮短。而在節(jié)間粗度方面，除Y兩優(yōu)17的基部第3節(jié)間粗度不隨基本苗密度增加而減小外，試驗(yàn)品種基部各節(jié)間均隨基本苗密度增加而減小。并且水稻節(jié)間在粗度降低的同時(shí)，節(jié)間壁厚度也在降低。這種節(jié)間伸長(zhǎng)且粗度與厚度降低的變化趨勢(shì)說(shuō)明了基部節(jié)間隨基本苗密度增加而增加倒伏危險(xiǎn)性，與表5、表7趨勢(shì)相同。

2.6 稻米品質(zhì)

2.6.1 加工品質(zhì)

由表9可知，試驗(yàn)品種加工品質(zhì)的3項(xiàng)指標(biāo)均隨基本苗密度的增加而降低。皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理比低、中密度在糙米率上降低了1.51%和0.32%，Y兩優(yōu)17則降低了0.59%和0.29%，在精米率上則分別降低了0.11%～1.18%和1.77%～2.71%;在整精米率上分別降低1.41%～3.75%和14.82%～17.67%。

2.6.2 外觀品質(zhì) 由表10可知，隨著基本苗密度的增加，Y兩優(yōu)17堊白度、堊白粒率、堊白面積3項(xiàng)指標(biāo)顯著增加。Y兩優(yōu)17高密度基本苗處理堊白度比低、中密度分別增加了43.09%和12.09%。

粒型也是稻米外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)，不同試驗(yàn)品種類(lèi)型粒長(zhǎng)和粒寬均隨著基本苗密度的增加而減小。皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理的粒長(zhǎng)比低、中密度處理減小0.47%～2.07%，粒寬減小1.11%～1.47%;Y兩優(yōu)17粒長(zhǎng)和粒寬分別減小1.35%～235%和193%～2.40%。

2.6.3 蒸煮食味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

由表11和表12可知，試驗(yàn)品種蛋白質(zhì)含量隨著基本苗密度的增加而增加，其中皖墾糯1號(hào)各處理間均有顯著性差異，Y兩優(yōu)17僅高密度與低、中密度基本苗處理間有顯著性差異。2個(gè)品種高密度基本苗處理比低、中處理蛋白質(zhì)含量增加6.39%、4.00%和11.69%、8.10%。

皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理直鏈淀粉含量比低、中密度處理顯著增加6.59%～899%，Y兩優(yōu)17顯著增加7.44%～18.06%。食味品質(zhì)各指標(biāo)除硬度外均隨基本苗增加而有所降低，皖墾糯1號(hào)高密度基本苗處理比低、中密度處理食味綜合評(píng)分降低581%～8.99%，而Y兩優(yōu)17高密度處理的食味綜合評(píng)分比低、中密度降低4.22%～6.37%。

2.6.4 淀粉RVA譜特征 由表13可知，不同基本苗密度對(duì)試驗(yàn)品種的峰值黏度、最終黏度均有顯著影響，而對(duì)崩解值、峰值時(shí)間與糊化溫度無(wú)顯著影響。同時(shí)，皖墾糯1號(hào)各處理間熱漿黏度、消減值差異顯著，而Y兩優(yōu)17相鄰處理間在熱漿黏度指標(biāo)上差異不顯著。從數(shù)值上看，峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和崩解值均隨基本苗密度增加而有不同程度降低，而消減值呈增加趨勢(shì)。皖墾糯1號(hào)的高密度基本苗處理峰值黏度比低、中密度處理分別降低8.94%和539%，熱漿黏度分別降低17.92%和10.91%，崩解值分別降低1.32%和102%，最終黏度分別降低3.32%和123%，消減值增加15.53%和10.49%。Y兩優(yōu)17峰值黏度分別降低8.20%和4.75%，熱漿黏度分別降低1135%和7.17%，崩解值分別降低2.92%和077%，最終黏度分別降低6.46%和4.53%，消減值增加60.00%和16.28%。

3 討論

3.1 基本苗密度對(duì)無(wú)人飛播水稻產(chǎn)量形成的影響

莖蘗動(dòng)態(tài)和莖蘗成穗率是重要的水稻群體形態(tài)質(zhì)量指標(biāo)，是適宜單位面積穗數(shù)的基礎(chǔ)指標(biāo)。栽培密度可以通過(guò)影響水稻莖蘗對(duì)養(yǎng)分和空間利用從而影響水稻的分蘗動(dòng)態(tài)[11]。肖小軍等研究認(rèn)為，增加直播密度會(huì)使超級(jí)雜交稻五豐優(yōu)T025前中期單位面積分蘗數(shù)增加，特別是高峰苗數(shù)的增加，但也會(huì)增加后期分蘗衰減速率[12]。吳霞等研究發(fā)現(xiàn)，水稻成穗率和單株有效穗數(shù)會(huì)隨密度增加而降低[13]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各關(guān)鍵時(shí)期莖蘗數(shù)都隨基本苗密度的增加而增加，但隨著時(shí)期的后移，高密度基本苗處理莖蘗數(shù)的下降速度大于其他處理。這可能是因?yàn)楦呙芏然久缣幚砬捌诘仞B(yǎng)分尚且能夠滿(mǎn)足供應(yīng)需求，但中后期過(guò)大的群體在更為密閉的空間下無(wú)法汲取生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致水稻植株的動(dòng)搖分蘗和無(wú)效分蘗大量死亡，使拔節(jié)期后分蘗數(shù)下降幅度大于其余處理，莖蘗成穗率較低，但仍能夠保持較高的單位面積穗數(shù)。

干物質(zhì)量特別是抽穗至成熟期所積累的干物質(zhì)量是決定產(chǎn)量的基礎(chǔ)[14]。而密度是調(diào)控水稻群體干物質(zhì)積累量的重要栽培措施。趙黎明等研究發(fā)現(xiàn)，隨著種植密度的增加，墾稻24在抽穗期—成熟期相鄰處理間干物質(zhì)積累量比例增加，處理間收獲指數(shù)則升高[15]。而相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，不論在低施氮量條件下還是在高施氮量條件下，拔節(jié)期—抽穗期干物質(zhì)積累量比例均隨密度升高而下降，抽穗期—成熟期干物質(zhì)積累量比例均表現(xiàn)為隨著種植密度升高先增加后減少，且施氮量越高，拐點(diǎn)密度越小[7]。本試驗(yàn)研究表明，播種期—拔節(jié)期植株干物質(zhì)積累量隨基本苗密度的增加而增加，拔節(jié)期—抽穗期、抽穗期—成熟期植株干物質(zhì)積累量均隨基本苗密度的增加而減少。這可能因?yàn)楸驹囼?yàn)施氮量較高，高密度基本苗處理在前期肥料充分條件下發(fā)育較好，但中后期植株要消耗較多的養(yǎng)分以維持營(yíng)養(yǎng)器官活動(dòng)，只有較少的光合產(chǎn)物得到積累，使穗分化時(shí)每穗穎花數(shù)降低，灌漿時(shí)光合物質(zhì)不充足，結(jié)實(shí)率與千粒質(zhì)量降低。相較于旱直播稻、移栽稻，未覆土的飛播田塊土壤含水率下降速度一般大于覆土的旱直播田塊，松散和滲透性較強(qiáng)的土壤具有較低的氧化還原電位和較充足的氧氣含量，能夠促進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗快速生長(zhǎng)[16]。且無(wú)人飛播水稻幼苗由于無(wú)需突破覆土消耗大量胚乳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在生長(zhǎng)發(fā)育前期具有優(yōu)勢(shì)，使前期干物質(zhì)積累量多于旱直播、機(jī)插稻[17-18]，但這種較高的早期干物質(zhì)積累量并不一定能夠促進(jìn)高產(chǎn)，甚至?xí)?dǎo)致中后期群體質(zhì)量變差[14]，此現(xiàn)象在高基本苗密度下可能更為明顯。

現(xiàn)有關(guān)于種植密度影響水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的研究較多，但結(jié)論不一致。尹明玄等研究發(fā)現(xiàn)，隨著留苗密度的增加，單位面積穗數(shù)在整體上呈先增加后減少的趨勢(shì)[19]。吳春贊等研究認(rèn)為，適當(dāng)減少密度可以有效增加每穗粒數(shù)，從而得到高產(chǎn)[20]。方寶華等研究認(rèn)為，早秈稻湘早秈稻45號(hào)在中密度直播條件下能夠協(xié)調(diào)單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)的矛盾，通過(guò)獲得較高的群體穎花量以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，低密度處理下單位面積穗數(shù)較少，不利于高產(chǎn)，高密度處理下每穗粒數(shù)降低明顯，亦不利于高產(chǎn)[21]。本試驗(yàn)研究表明，皖墾糯1號(hào)和Y兩優(yōu)17均在最高基本苗數(shù)量處理下達(dá)到最高產(chǎn)量，產(chǎn)量分別達(dá)到9.84、11.42 t/hm2。隨著基本苗數(shù)量的增加，僅單位面積穗數(shù)增加，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量均呈降低趨勢(shì)，但總穎花量仍呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，這是增產(chǎn)的主要原因。研究結(jié)果說(shuō)明本試驗(yàn)所設(shè)置的最大密度尚未在種植密度方面把試驗(yàn)品種的增產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)完全，所以單從產(chǎn)量角度看，試驗(yàn)品種的最大適宜種植密度仍有待后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)。

3.2 基本苗密度對(duì)無(wú)人飛播水稻株型與抗倒的影響

種植密度是影響水稻株型與抗倒能力的重要調(diào)控因素。優(yōu)良的株型和較強(qiáng)的抗倒能力是水稻實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和超高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)[6]。水稻株型也是重要的育種目標(biāo)之一，國(guó)際水稻研究所在1986年提出了根系發(fā)達(dá)、莖稈粗壯、分蘗數(shù)適中、葉片較厚、陽(yáng)光利用率高的新株型模式[22]。松島省三等認(rèn)為水稻葉片應(yīng)具有直立、肉質(zhì)厚的特點(diǎn)[23-24]。邢志鵬等研究發(fā)現(xiàn)，不同種植方式對(duì)水稻株型影響較大，直播稻株型和葉面積指數(shù)都遜色于缽苗機(jī)插稻和毯苗機(jī)插稻，這對(duì)無(wú)人飛播水稻的栽培管理提出了更高的要求[25]。前人研究還表明，隨著種植密度的增加，水稻株型惡化，株高增加，上3葉的長(zhǎng)、寬、夾角呈減小趨勢(shì)[5，26]。本試驗(yàn)研究表明，隨著基本苗密度的增大，株高增加，基部節(jié)間變細(xì)，上3葉葉片厚度、葉基角以及披垂度減小，這與前人研究結(jié)果[26]基本一致。這說(shuō)明降低無(wú)人飛播水稻種植密度有利于增加上3葉葉片面積和厚度，加強(qiáng)植株光合能力，同時(shí)降低株高，提高基部節(jié)間粗度。

在密度影響抗倒性能方面，業(yè)界已經(jīng)進(jìn)行了較多的研究。胡雅杰等研究發(fā)現(xiàn)，隨著密度增加，基部第1、2、3節(jié)間粗度、厚度與鮮質(zhì)量均有所減少[6]。李小朋等還發(fā)現(xiàn)，在不同行穴距配置下，較密的行穴距會(huì)導(dǎo)致水稻節(jié)間抗折力下降、節(jié)間彎矩減小、倒伏指數(shù)增加[27]。本研究通過(guò)研究基部第1、2、3、4節(jié)間，發(fā)現(xiàn)大體上隨密度增加其粗度、厚度減少，節(jié)間長(zhǎng)度增加，從而導(dǎo)致抗折力、彎曲力矩下降，倒伏指數(shù)增加，增加植株倒伏風(fēng)險(xiǎn)，與前人結(jié)論[2，27]相似。這說(shuō)明對(duì)于無(wú)人飛播水稻群體，降低其基本苗密度可以增加抗折力和抗倒伏能力。與旱直播相比，無(wú)人飛播水稻由于沒(méi)有覆土處理，其基部節(jié)間整體上更長(zhǎng)、更細(xì)、更薄，重心高度和倒伏指數(shù)增加[28]。相較于機(jī)插稻、條播稻和點(diǎn)播稻，無(wú)人飛播水稻群體內(nèi)部分布不勻、生長(zhǎng)不平衡，個(gè)體間生長(zhǎng)矛盾激烈，田間透氣透光性較差，更易發(fā)生病蟲(chóng)害，個(gè)體為獲得更多光照而徒長(zhǎng)，株型惡化、倒伏風(fēng)險(xiǎn)增加[29]。本試驗(yàn)2個(gè)品種的最高密度基本苗處理均未發(fā)生倒伏現(xiàn)象，所以本條件下最大基本苗密度屬于無(wú)人飛播水稻抗倒的適宜密度。

3.3 基本苗密度對(duì)無(wú)人飛播水稻品質(zhì)的影響

稻米品質(zhì)主要包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以及衛(wèi)生品質(zhì)，是水稻重要的商品屬性[30]。胡雅杰等研究表明，降低密度有利于稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)的提高與改善，但是作為營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的蛋白質(zhì)含量降低，直鏈淀粉含量也降低，而膠稠度變長(zhǎng)，這說(shuō)明稻米的蒸煮食味品質(zhì)亦獲得改善[31]。Hu等的研究結(jié)果[32]也與之相似。吳培研究發(fā)現(xiàn)，隨著直播密度的減少，稻米R(shí)VA譜峰值黏度、熱漿黏度和崩解值呈升高趨勢(shì)，而消減值呈降低趨勢(shì)[10]。本研究結(jié)果表明，隨著密度的增加，稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)變劣，直鏈淀粉含量上升，峰值黏度降低、崩解值減小、消減值增大，食味值降低，蒸煮食味品質(zhì)變差，蛋白質(zhì)含量升高，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變好，和上述結(jié)論[10]一致?？赡苁且?yàn)榛久缑芏仍黾樱仓耆后w穎花量增大導(dǎo)致單個(gè)籽粒灌漿不充實(shí)，胚乳結(jié)構(gòu)疏松不致密，降低了稻米加工品質(zhì)，提高了堊白的發(fā)生率[33-35]。食味品質(zhì)一般受蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量的綜合影響。隨密度增加蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量上升，通過(guò)淀粉粒吸水、糊化與膨脹，使淀粉不能充分糊化、米飯黏度低且松散，所以在食味品質(zhì)上表現(xiàn)為黏性小、硬度大[36-38]。淀粉RVA譜特征值與食味品質(zhì)具有高度相關(guān)性，也是反映稻米蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo)。較高的蛋白質(zhì)含量會(huì)通過(guò)其完整二硫鍵增加或降低顆粒膨脹強(qiáng)度，使其不易破裂，從而降低峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度[39]，增大消減值[40]。相較于常規(guī)直播稻、移栽稻，無(wú)人飛播水稻群體分布不勻，其透光性較差，葉片衰老加速，更容易導(dǎo)致稻米品質(zhì)變劣[41];同時(shí)，其通風(fēng)性也較差，灌漿結(jié)實(shí)期的高溫會(huì)加劇稻米品質(zhì)的下降[42-43]。上述情況在高基本苗密度處理下可能會(huì)更為嚴(yán)重。因此，僅從品質(zhì)角度看，無(wú)人飛播水稻應(yīng)在一定范圍內(nèi)適當(dāng)減小基本苗密度以追求更優(yōu)品質(zhì)的稻米。

4 結(jié)論

皖墾糯1號(hào)在150.0萬(wàn)/hm2基本苗密度處理下能夠獲得較高產(chǎn)量，比其他處理增產(chǎn)1182%～2964%，而Y兩優(yōu)17取得高產(chǎn)其基本苗密度為 105.0萬(wàn)/hm2，增產(chǎn)4.48%～8.76%。

前者每穗粒數(shù)受基本苗密度影響較小，可以通過(guò)增加單位面積穗數(shù)獲得高產(chǎn);后者單位面積穗數(shù)與每穗粒數(shù)受基本苗密度影響較大，需要通過(guò)平衡二者矛盾，以增加群體穎花量的方式來(lái)提高產(chǎn)量。降低無(wú)人飛播水稻密度有利于改善株型，具體表現(xiàn)為控制株高、增加基部節(jié)間粗和上3葉葉面積、葉厚度，但上3葉葉基角和披垂度亦隨之增加。低密度下的水稻植株節(jié)間長(zhǎng)度減少、粗度和厚度增加，從而提高抗折力，降低倒伏指數(shù)。同時(shí)與中、高度密度相比，低密度水稻稻米品質(zhì)獲得提升，加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)改善，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)降低，RVA譜特征值變優(yōu)。在本試驗(yàn)條件下，為了能夠達(dá)到抗倒、食味品質(zhì)和產(chǎn)量三者協(xié)同，則應(yīng)保證最大基本苗密度。更適宜的基本苗密度可能通過(guò)增大無(wú)人飛播的播種量來(lái)實(shí)現(xiàn)，這有待后續(xù)研究。

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